Quando uma molécula iônica, como o sal de mesa, se dissolve na água, ela se separa em ânions e cátions. Os ânions são átomos ou moléculas que são carregadas negativamente porque possuem um ou mais elétrons extras. Catiões são átomos ou moléculas que são carregadas positivamente porque estão faltando um ou vários elétrons. Calcular a concentração de um íon que resulta quando uma molécula iônica se dissolve na água não é algo difícil de fazer, desde que você conheça a constante de solubilidade das moléculas e a concentração do íon de carga oposta.
Considere a molécula iônica que você está estudando e determine como ela se dissolve na água - quais são os cátions e ânions resultantes. Por exemplo, o fluoreto de chumbo (II), PbFl2, produz cátions e ânions de flúor. Geralmente, as fórmulas moleculares das moléculas iônicas são escritas primeiro com o cátion.
Procure a constante do produto de solubilidade da sua molécula. A constante do produto de solubilidade é um reflexo de quão completamente a molécula iônica se dissolve em uma solução de 1 molar (M). O segundo link na seção Referências abaixo contém as constantes de solubilidade para muitas moléculas iônicas. A partir daí, vemos que a constante de solubilidade do fluoreto de chumbo (II) é de 1,1 x 10 ^ -7.
Escreva a equação geral para a constante do produto de solubilidade e preencha os detalhes da molécula que está estudando. A constante do produto de solubilidade para uma molécula iônica genérica AyBz é:
Constante de solubilidade = (Concentração de A) ^ y x (Concentração de B) ^ z
Se adicionarmos uma mole de PbFl2 a água suficiente para obter uma concentração total de 1 Molar (M) em PbFl2, nossa equação ficará assim:
1.1 x 10 ^ -7 = (Concentração de cátion Pb) ^ 1 x (Concentração de fl ânion) ^ 2))
Aprenda a concentração do cátion ou do ânion para resolver o outro. Você não pode calcular a concentração de um íon sem conhecer o outro. Problemas nos livros de química sempre dão um; no laboratório, você teria que medir a concentração de um dos íons usando a titulação. No nosso exemplo, imagine que a concentração do ânion flúor na solução era de 3,0 x 10 ^ -3 M.
Resolver a equação constante de solubilidade para a concentração de cátion Pb nos dá:
Concentração de cátion Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / Concentração de fl ânion
A conexão da concentração conhecida do ânion flui.
Concentração de cátion Pb = 1,1 x 10 ^ -7 / 1,0 x 10-3 = 1,1 x 10 ^ -10 M
A concentração do cátion de chumbo em uma solução de PbFl2 com uma concentração de ânion fluoreto de 1,0 x 10 ^ -3 M é 1,1 x 10 ^ -10 M.